【文档说明】第13讲 碳、硅及无机非金属材料（解析版）-2021年高考化学一轮复习学与练.docx，共(15)页，196.795 KB，由管理员店铺上传

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2021年高考化学一轮复习学与练第13练碳、硅及无机非金属材料一、选择题（每题只有一个正确答案）1．下列关于硅及其化合物的说法正确的是()A．自然界中存在大量硅单质B．硅酸盐广泛用于光纤通讯C．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品D．高纯硅是应用广泛的半导体材料【答案】D【解析】A．自然界中的硅大

多以化合物的形式存在，故A错误；B．光纤的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，B错误；C．石英制品的主要成分是二氧化硅，盐酸不与二氧化硅反应，故不用盐酸刻蚀石英制作艺术品，C错误；D．硅位于金属与非金属的分界线，可用作半导体材料，

D正确；答案选D。2．化学在生产生活和科学研究中具有重要的作用。下列说法正确的是()①石英的主要成分是二氧化硅②三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料③太阳能电池的主要成分是硅，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能④二氧化硅的熔点高，硬度大，所以可用来制造电子部件和光学器

件⑤水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品A．①②③B．②④⑤C．③④⑤D．①②③④【答案】A【解析】①石英的主要成分是二氧化硅，正确；②水泥的成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，属于硅酸盐，正确；③太阳能电池的主要成分是硅单质，太阳能是一种清洁

能源，其应用有利于环保节能，正确；④硅具有导电性，能作半导体材料等电子部件；二氧化硅具有良好的光学特性，能够用于制造光学器件，错误；⑤水晶主要成分是二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不是硅酸盐，错误；故正确的有

：①②③，答案选A。3．下列关于硅及其化合物的叙述正确的是A．陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品B．硅晶体可用于制造光导纤维C．二氧化硅在电子工业中是重要的半导体材料D．二氧化硅与氢氟酸和氢氧化钠均能反应，属于两性

氧化物【答案】A【解析】A、玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，水泥的主要原料是黏土、石灰石，陶瓷主要原料是黏土，都属于硅酸盐产品，故A正确；B、二氧化硅晶体可用于制造光导纤维，故B错误；C、晶体硅是半导体的材料，不是二氧化硅，故C错误；D、二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱

反应，但二氧化硅和HF反应生成的四氟化硅不是盐，所以它是酸性氧化物而不是两性氧化物，故D错误；故选A。4．有一粗铝合金含硅和铁两种杂质，取等质量的粗铝分别与足量的稀HCl和足量的NaOH溶液反应，放出等量的H2，则该合金中硅和铁的关系为()A．物质的量之比为

1:3B．质量之比为1:3C．物质的量之比为1:2D．质量之比为1:2【答案】C【解析】由反应2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑可知，相同物质的量的Al与盐酸

、氢氧化钠溶液溶液反应产生的氢气的物质的量相等，等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，充分反应后都放出等量的氢气，反应Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑中生成的氢气相同，若都生成2molH2，则n(Fe

)=2mol，n(Si)=1mol则Si与Fe的物质的量之比为n(Si)：n(Fe)=1：2，质量之比为m(Si)：m(Fe)=1mol×28g/mol：2mol×56g/mol=1：4，故C正确；答案为C。5．将固体X投入过量的Y中，能生成白色沉淀并放出一种无色气体，该

气体能燃烧，不易溶于水，则X和Y分别可能是A．过氧化钠和氯化亚铁溶液B．铝和烧碱溶液C．钠和氯化铝溶液D．硅和氢氧化钠溶液【答案】C【解析】A．过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和不可燃的氧气，氢氧化钠再和氯化亚铁反应生成氢

氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧化为红褐色的氢氧化铁，与题干描述现象不符，故A不符合题意；B．铝和烧碱溶液反应生成不易溶于水的可燃烧的氢气及可溶于水的偏铝酸钠，无白色沉淀，与题干描述现象不符，故B不符合题意；C．钠和水反应生成氢氧化钠和不易溶于

水的可燃烧的氢气，氢氧化钠再和过量氯化铝溶液反应生成白色沉淀氢氧化铝，与题干描述现象相符，故B符合题意；D．硅和氢氧化钠溶液反应生成不易溶于水的可燃烧的氢气和可溶于水的硅酸钠，无白色沉淀，与题干描述现象

不符，故D不符合题意；答案选C。6．熔融氢氧化钠反应选用的器皿是（）A．陶瓷坩埚B．石英坩埚C．普通玻璃坩埚D．生铁坩埚【答案】D【解析】陶瓷、石英、玻璃中都含有二氧化硅，在高温下都能与氢氧化钠反应，生铁为铁和碳合金，不与氢氧化钠反应，答案选D。7．下列有关说法正

确的是（）A．二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成B．二氧化硅和晶体硅都是良好的半导体材料C．玛瑙和红宝石的主要成分都是二氧化硅D．二氧化硅属于酸性氧化物【答案】D【解析】A．二氧化硅为原子晶体，不存在分子，故A错误；B．晶体硅是良好的半导体，二氧化硅不是，故B错误；C．

红宝石的主要成分是氧化铝，玛瑙的主要成分是二氧化硅，故C错误；D．二氧化硅与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故D正确；故答案为D。8．由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中错误的是()A．①②③均属

于氧化还原反应B．氢气和氯化氢均可循环利用C．二氧化硅是一种坚硬难熔的固体D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩尔质量为135.5g【答案】D【解析】A．①②③反应前后元素化合价发生改变，故①②③发生的反应均是氧化还原反应，A正确；B．由二氧化硅制高纯硅的流程图中反应过

程中生成氢气和氯化氢，同时氯化氢也作为反应物参与化学反应，故氢气和氯化氢均可循环利用，B正确；C．二氧化硅熔点比较高，硬度比较大，C正确；D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩尔质量为135.5gmol-1，D错误答案选D。9．C和Si都属于第ⅣA族元素，下列有关说法正确的是()A．C

和Si都是良好的导电材料B．CO2和SiO2常温下都呈气态C．CH4和SiH4都是共价化合物D．H2CO3和H2SiO3都是二元强酸【答案】C【解析】A.C有多种同素异形体，其中石墨可导电，但是如金刚石不能导电，所以不能说C是良好的导电材料

，Si的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，A项错误；B.SiO2常温下为固体，CO2常温下呈气态，B项错误；C.CH4和SiH4均由两种非金属元素组成，均只含极性共价键，均为共价化合物，C项正确；D.H2CO3和H2SiO3均为弱酸，且硅酸不

溶于水，D项错误；答案选C。10．下列说法正确的是()A．SiO2既可以和NaOH溶液反应，也可以和HF溶液反应，所以SiO2是两性氧化物B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池D

．陶瓷的烧制不涉及化学变化【答案】B【解析】A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成盐和水，而与HF反应生成物不是盐，为其特性，故A错误；B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸反应生成硅酸，硅酸是白色胶状物，故B正确；C．晶体硅是良好的半导体材料，可以

制成光电池，将光能直接转化成电能，石英是二氧化硅，不导电，故C错误；D．烧制陶瓷的主要原料是粘土，烧制陶瓷的过程中有新物质生成，属于化学变化，故D错误；答案选B。11．下列变化可通过一步化学反应实现的是A．Na2O2→NaB．Al2O3→

Al(OH)3C．SiO2→H2SiO3D．Na2CO3→NaOH【答案】D【解析】A、Na2O2不能一步得到金属钠，故A错误；B、Al2O3不与水反应，因此不能直接一步生成氢氧化铝，故B错误；C、SiO2不与水反应，不能直接一步生成H2SiO3，故C错误；D、Na2CO3与Ca(OH)2反

应，Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，能够一步得到，故D正确。12．根据下列事实所得结论正确的是选项事实结论ASO2的水溶液能导电SO2属于电解质BNa2CO3溶液显碱性Na2CO3属于碱CNa2O2能与H2O反应生成NaOH和O2Na2O2属于碱性氧

化物DSiO2能与NaOH反应生成Na2SiO3和H2OSiO2属于酸性氧化物【答案】D【解析】A．SO2的水溶液能导电，是因为二氧化硫与水反应生成亚硫酸，即SO2＋H2O=H2SO3，亚硫酸在水溶液中能电离，能导电，亚硫酸是电解质，SO2是非电解质

，结论错误，故A错误；B．Na2CO3溶液显碱性，原因是Na2CO3水解生成了碱性物质，碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的，属于盐，结论错误，故B错误；C．和水反应只生成碱的氧化物是碱性氧化物，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，所以过氧化

钠不是碱性氧化物，是过氧化物，结论错误，故C错误；D．酸性氧化物是能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，SiO2能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，因

而SiO2是酸性氧化物，故D正确；答案为D。13．下列叙述正确的是A．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和HF反应，所以SiO2属于两性氧化物B．因为Na2CO3＋SiO2高温Na2SiO3＋CO2↑，所以H2SiO3的酸性比H2CO3强C．CO2和SiO2都能与

C反应D．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似【答案】C【解析】A．SiO2能和NaOH溶液反应，只能和氢氟酸反应，SiO2属于酸性氧化物，A错误；B．反应Na2CO3+SiO2高温Na2

SiO3+CO2↑不是在水溶液中进行的，不能据此说明硅酸的酸性比碳酸强，故B错误；C．CO2和SiO2都能与碳反应，反应中碳是还原剂，CO2和SiO2都作氧化剂，故C正确；D．CO2和SiO2都是酸性氧化物，两者物理

性质相差较大，故D错误；答案选C。14．下列图中的实验方案，能达到实验目的的是（）ABCD实验方案实验目的验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用验证单质氧化性：Cl2>Br2>I2加热至混合液呈红褐色，停止加热，制备Fe

(OH)3胶体比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱【答案】C【解析】A.根据控制变量法可知，两实验的温度不同，故无法判断催化剂对化学反应速率的影响，A不正确；B.氯水分别滴加到溴化钠溶液和碘化钾溶液中，两溶液均有明显的颜色变化，可以证明氯气的氧化性强于溴

、氯气的氧化性强于碘，但无法判断溴和碘的氧化性强弱，B不正确；C.向沸水中滴加少量的饱和氯化铁溶液，加热至混合液呈红褐色，即得到氢氧化铁胶体，C正确；D.该实验制备的二氧化碳气体中含有一定量的氯化氢气体，无法证明碳酸与硅酸的

酸性强弱关系，D不正确；答案选C。15．不断进步的材料逐渐构筑了现代文明社会，下列说法不正确的是()A．“唐三彩”和景德镇陶瓷均属于无机非金属材料B．以高纯硅制成的光导纤维内窥镜可以用于医疗C．钛制人造关节可以和人骨密切结合，钛被人们称为“亲生物金属”D．用于制作N95口罩的“

熔喷布”主要原料是聚丙烯，聚丙烯属于有机高分子材料【答案】B【解析】A.陶瓷的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，A正确；B.光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅，B错误；C.用钛合金制成人造关节，是利用了钛合金和人体有很好的“相容性”，钛合金能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，因此被广泛用于医

疗行业，钛被人们称为“亲生物金属”，C正确；D.“熔喷布”可用于制作N95型等口罩，生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯，属于有机高分子材料，D正确；故答案为：B。二、非选择题16．完成下列各题：（1）中

国的瓷器驰名世界，制备陶瓷是以黏土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料，经高温烧结而成。若以氧化物形式表示黏土的组成，应写为_；（2）赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，这一过程中发生反应的化学方程式为：_____________；（3）盛放氢氧化钠的玻璃试剂瓶

不用玻璃塞，请用化学方程式表示其中的原因：___；（4）工业上制备粗硅的化学方程式为：___；【答案】Al2O3•2SiO2•2H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑【解析】(1)以氧化物形式表示

复杂的盐的化学式，先写活泼金属的氧化物，再写非金属氧化物，水在最后，Al2Si2O5(OH)4以氧化物形式表示为Al2O3·2SiO2·2H2O；(2)氢氟酸与玻璃的主要成分二氧化硅剧烈反应生成四氟化硅气体，能刻蚀玻璃，方

程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；（3）氢氧化钠的玻璃试剂瓶不用玻璃塞,是因为玻璃中的二氧化硅会与氢氧化钠反应，生成硅酸钠和水，会粘住玻璃塞和玻璃瓶，化学方程式为，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，答案为：SiO2+2NaOH=Na

2SiO3+H2O；（4）工业上制备粗硅是用碳在高温下还原二氧化硅，生成硅和一氧化碳，化学方程式为：SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑，答案为：SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑；17．芯片主要由单晶体硅

成。下图是硅及其化合物的类价二维图，根据要求完成下列化学方程式或离子方程式。（1）利用焦炭在电炉中还原二氧化硅的化学方程式为_______________。（2）利用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为_______________。（3）硅酸钠转化为原硅酸

的离子方程式_______________。（4）二氧化硅与烧碱溶液反应的化学方程式_______________。（5）石英与纯碱在玻璃熔炉里加强热发生反应的化学方程式为_______________。【答案】SiO2+2C=高温Si+2CO↑SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OS

iO32-+2H++H2O=H4SiO4↓2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2ONa2CO3+SiO2=高温Na2SiO3+CO2↑【解析】（1）碳的还原性比硅强，C还原二氧化硅制粗硅，化学反应为SiO2+2C

=高温Si+2CO↑，故答案为：SiO2+2C=高温Si+2CO↑；（2）二氧化硅与HF反应生成四氟化硅和水，其反应的方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；故答案为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；（3）硅酸盐与酸反应生成原硅酸或硅酸，反应的离子方程式为：SiO

32-+2H++H2O=H4SiO4↓，故答案为：SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓；（4）二氧化硅与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，故答案为：2NaOH+SiO2=Na2Si

O3+H2O；（5）纯碱为碳酸钠，与成分为二氧化硅的石英，反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应化学方程式为：Na2CO3+SiO2=高温Na2SiO3+CO2↑，故答案为：Na2CO3+SiO2=高温Na2SiO3+CO2↑

。18．高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表：组分SiO2MgONa2OK2OFe2O3质量分数/%59.2038.800.250.500.8通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。（1）蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有____________（写

化学式）。（2）步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为________________。（3）滤渣A的成分有______________________（填化学式）。（4）步骤②中洗涤沉淀的方法是_____________________。（5）步骤③反应的化学方程式为____

__________________；实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和________________。【答案】Na2O、K2OSiO2+2OH-=SiO32-+H2OMgO和Fe2O3向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀，让

水自然流下，重复操作2至3次H2SiO3ΔSiO2+H2O坩埚钳、三脚架【解析】(1)根据分析，蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O和K2O，它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾；(2)二氧化硅属于酸性氧化物，可与

氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物，氧化铝属于两性氧化物，二氧化硅属于酸性氧化物，上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中，氧化镁和氧化

铁属于碱性氧化物且难溶于水，因此，滤渣A的成分有MgO和Fe2O3；(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸，洗涤过滤出的沉淀的方法是：向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复上述操作两到三次；(5)步骤③用灼烧的方

法使硅酸分解生成二氧化硅，化学方程式为：H2SiO3ΔSiO2+H2O，实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。19．碳和硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。(1)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业

上制备高纯硅通常第一步是利用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，则该反应的化学方程式是______。(2)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)，实验操作步骤：步骤Ⅰ：打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加浓盐酸。步骤Ⅱ：A中看到

白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞a。①通过步骤Ⅰ知浓盐酸具有的性质是_________(填字母)。A．挥发性B．还原性C．氧化性D．酸性②C装置中的试剂X是_______(填化学式)，D中试剂瓶的现象是

___。③该同学用图中所示装置进行实验验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱的理论依据是_______。【答案】SiO2+2C高温Si+2CO↑ADNaHCO3有白色胶状沉淀产生非金属元素的最高价氧化物的水化物酸性越强，则元素非金属性越强【解析】(1)石英砂和焦炭在

电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式是SiO2+2C高温Si+2CO↑。(2)①步骤Ⅰ是浓盐酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳和挥发的HCl进入硝酸酸化的硝酸银溶液中，HCl会和AgNO3反应生成AgCl白色沉淀

：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，此反应为复分解反应。在整个实验过程中，浓盐酸体现出了挥发性和酸性。②C装置中的试剂X是饱和NaHCO3溶液，目的是除去挥发的HCl。D中试剂瓶的现象是有白色胶状沉淀产生。③该同学用图中所示装置进行实验验证碳和硅两种元素非金属性的相

对强弱的理论依据是非金属元素的最高价氧化物的水化物酸性越强，则元素非金属性越强。